Mais -
Maize

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Mais Koeh-283.jpg Abbildung mit männlichen und weiblichen Maisblüten Königreich: Pflanzen Klade : Tracheophyten Klade : Angiospermen Klade : Monokotyledonen Klade : Commeliniden Befehl: Poales Familie: Poaceae Unterfamilie: Panikoiden Gattung: Zea Spezies:
Z. mays
Binomialer Name .

.

Mais wird auf der ganzen Welt angebaut und jedes Jahr wird mehr Mais produziert als jedes andere Getreide. Im Jahr 2014 betrug die weltweite Gesamtproduktion 1,04 Milliarden Tonnen . Mais ist die am häufigsten angebaute Getreide Ernte in Amerika, mit 361 Millionen Tonnen in den Vereinigten Staaten im Jahr 2014 allein gewachsen Gentechnisch veränderter Mais 85% der in den Vereinigten Staaten im Jahr 2009 gepflanzt Mais aus in den Vereinigten Staaten Subventionen Hilfe um seinen hohen Maisanbau und seine Position als größter Produzent der Welt zu erklären.

Geschichte

Präkolumbianische Entwicklung

Pflanzenfragmente bis 4200 vor Christus im gefunden datiert Guila Naquitz Cave in Oaxaca , Mexiko, zeigte Mais bereits hatte domestiziert von teosinte .
Maisanbau in einer Illustration aus dem 16. Jh. Florentiner Kodex

Mais ist ein Kultigen ; Damit sie sich ausbreiten kann, ist menschliches Eingreifen erforderlich. Ob die Körner von selbst vom Kolben fallen oder nicht, ist ein wichtiger Beweis, der in der Archäologie verwendet wird, um domestizierten Mais von seinem sich natürlich vermehrenden Teosinte- Vorfahren zu unterscheiden. Genetische Beweise können auch verwendet werden, um festzustellen, wann sich verschiedene Abstammungslinien teilen.

Die meisten Historiker glauben, dass Mais im mexikanischen Tehuacán-Tal domestiziert wurde . Neuere Forschungen im frühen 21. Jahrhundert haben diese Ansicht etwas modifiziert; Gelehrte weisen nun auf das angrenzende Tal des Balsas-Flusses im Süden Zentralmexikos als Zentrum der Domestikation hin.

Eine einflussreiche Studie aus dem Jahr 2002 von Matsuoka et al . hat gezeigt, dass der gesamte Mais im Süden Mexikos vor etwa 9.000 Jahren aus einer einzigen Domestikation hervorgegangen ist und nicht nach dem Modell der mehrfachen unabhängigen Domestikationen. Die Studie zeigte auch, dass die ältesten noch erhaltenen Maissorten aus dem mexikanischen Hochland stammen. Später verbreitete sich Mais aus dieser Region auf zwei Hauptwegen über Amerika. Dies stimmt mit einem Modell überein, das auf archäologischen Aufzeichnungen basiert und darauf hindeutet, dass sich Mais im Hochland von Mexiko diversifizierte, bevor er sich im Tiefland ausbreitete.

Die Archäologin Dolores Piperno sagte:

Eine große Datensammlung weist darauf hin, dass [Mais] um 7600 v. Chr. [5600 v. Chr.] Im unteren Mittelamerika verbreitet wurde und zwischen 7000 und 6000 v.

—  Dolores Piperno, Die Ursprünge des Pflanzenanbaus und der Domestikation in den Tropen der Neuen Welt: Muster, Prozesse und neue Entwicklungen

Seitdem wurden noch frühere Termine veröffentlicht.

Nach einer genetischen Studie von Embrapa wurde der Maisanbau in Südamerika von Mexiko aus in zwei großen Wellen eingeführt: Die erste breitete sich vor mehr als 6000 Jahren über die Anden aus . Beweise für den Anbau in Peru wurden vor etwa 6700 Jahren gefunden. Die zweite Welle führte vor etwa 2000 Jahren durch das Tiefland Südamerikas.

Die frühesten Maispflanzen wuchsen nur kleine, 25 Millimeter lange Maiskolben und nur einen pro Pflanze. Nach Jackson Spielvogels Ansicht führten viele Jahrhunderte künstlicher Selektion (anstatt der gegenwärtigen Ansicht, dass Mais durch Vermischung mit Teosinte ausgebeutet wurde ) durch die Ureinwohner Amerikas zur Entwicklung von Maispflanzen, die in der Lage waren, mehrere Kolben pro Pflanze zu züchten, die normalerweise jeweils mehrere Zentimeter/Zoll lang. Die Olmeken und Maya bauten in ganz Mesoamerika Mais in zahlreichen Sorten an ; Sie haben gekocht, gemahlen und durch Nixtamalisierung verarbeitet . Es wurde angenommen, dass sich die Ernte ab etwa 2500 v. Chr. Über weite Teile Amerikas ausbreitete. Die Forschung des 21. Jahrhunderts hat noch frühere Daten festgestellt. Die Region hat ein Handelsnetzwerk aufgebaut, das auf Überschüssen und Sorten von Maispflanzen basiert.

(43°55' S), dem südlichsten Außenposten der prähispanischen Landwirtschaft, wurde von frühen spanischen Entdeckern berichtet. Die Spanier haben die Pflanze jedoch möglicherweise falsch identifiziert.

Kolumbianischer Austausch

Nach der Ankunft der Europäer im Jahr 1492 konsumierten spanische Siedler Mais, und Entdecker und Händler trugen ihn nach Europa zurück und führten ihn in andere Länder ein. Spanische Siedler bevorzugten Weizenbrot gegenüber Mais, Maniok oder Kartoffeln. Maismehl nicht für Weizen könnte für die Gemeinschaft Brot ersetzt, da in Christian Glauben nur Weizen unterziehen konnte Transsubstantiation und in den Leib Christi verwandelt werden. Einige Spanier befürchteten, dass sie durch den Verzehr von einheimischen Lebensmitteln, die sie nicht als nahrhaft ansahen, schwächer werden und Gefahr laufen würden, Indianer zu werden. "Nach Ansicht der Europäer war es die Nahrung, die sie zu sich nahmen, noch mehr als die Umgebung, in der sie lebten, die den Indianern und Spaniern sowohl ihre charakteristischen körperlichen Merkmale als auch ihre charakteristischen Persönlichkeiten verlieh." Trotz dieser Sorgen konsumierten die Spanier Mais. Archäologische Beweise von Fundorten in Florida weisen darauf hin, dass sie auch kultiviert wurden.

Mais verbreitete sich aufgrund seiner Fähigkeit, in verschiedenen Klimazonen zu wachsen, in den Rest der Welt. Sie wurde nur wenige Jahrzehnte nach Kolumbus' Reisen in Spanien angebaut und verbreitete sich dann nach Italien, Westafrika und anderswo. Die weit verbreitete Kultivierung begann wahrscheinlich 1525 in Südspanien, wonach sie sich schnell auf den Rest des spanischen Reiches einschließlich seiner Territorien in Italien (und von dort auf andere italienische Staaten) ausbreitete . Mais hatte gegenüber Weizen und Gerste viele Vorteile; es lieferte das Zweieinhalbfache der Nahrungsenergie pro Anbaufläche, konnte in aufeinanderfolgenden Jahren von derselben Parzelle geerntet werden und wuchs in stark unterschiedlichen Höhen und Klimazonen in relativ trockenen Regionen mit nur 250 mm (10 Zoll) Jahresniederschlag in feuchte Regionen mit über 5.000 mm (200 in). Im 17. Jahrhundert war es in Südwesteuropa, einschließlich Portugal, Spanien, Südfrankreich und Italien, ein übliches bäuerliches Essen. Im 18. Jahrhundert war es das Hauptnahrungsmittel der südfranzösischen und italienischen Bauern, insbesondere in Form von Polenta in Italien.

Namen

Viele kleine männliche Blüten bilden den männlichen Blütenstand, die Quaste.

Das Wort Mais leitet sich von der spanischen Form des indigenen Taíno- Wortes für die Pflanze Mahiz ab . Es ist unter anderen Namen auf der ganzen Welt bekannt.

Das Wort "Mais" außerhalb der USA, Kanadas, Australiens und Neuseelands bezieht sich auf jede Getreidepflanze , wobei seine Bedeutung geographisch variiert, um sich auf das lokale Grundnahrungsmittel zu beziehen . In den Vereinigten Staaten, Kanada, Australien und Neuseeland, Mai bedeutet in erster Linie Mais; diese Verwendung begann als Verkürzung von "Indischer Mais". „Indischer Mais“ bedeutet in erster Linie Mais (das Hauptkorn der indigenen Amerikaner ), kann sich aber genauer auf mehrfarbigen „ Feuersteinmais “ beziehen, der zur Dekoration verwendet wird.

An manchen Stellen außerhalb der USA, Kanada, Australien und Neuseeland, Mais bezieht sich häufig in kulinarischen Kontexten auf Mais. Die engere Bedeutung wird in der Regel durch ein zusätzliches Wort, wie in angegebenen Mais , Mais , Maiskolben , Maiskölbchen , das aufgeblähten Konfekt bekannt als Popcorn und Frühstückszerealien bekannt als Corn Flakes .

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Mais wird im formalen, wissenschaftlichen und internationalen Gebrauch bevorzugt, da er sich speziell auf dieses eine Korn bezieht, im Gegensatz zu Mais , der eine komplexe Vielfalt von Bedeutungen hat, die je nach Kontext und geografischer Region variieren. Mais wird von landwirtschaftlichen Einrichtungen und Forschungsinstituten wie der FAO und CSIRO verwendet . Nationale Landwirtschafts- und Industrieverbände nehmen das Wort Mais oft in ihren Namen auf, selbst in englischsprachigen Ländern, wo das lokale, informelle Wort etwas anderes als Mais ist ; B. die Maize Association of Australia, die Indian Maize Development Association, das Kenya Maize Consortium and Maize Breeders Network, die National Maize Association of Nigeria, die Zimbabwe Seed Maize Association.

Struktur und Physiologie

 Zoll) breit und 120 cm (3 ft 11 Zoll) lang.

Ohren entwickeln oberhalb einigen der Blätter in dem Mittelteil der Anlage, zwischen dem Stiel und Blattscheide, um etwa 3 mm (verlängernden

1
/
8
 in) pro Tag, auf eine Länge von 18 cm (7 in) mit 60 cm ( 24 in) ist das Maximum, das in der Unterart behauptet wird. Sie sind weibliche Blütenstände , die von mehreren Schichten von Ohrblättern, die allgemein als Schalen bezeichnet werden, eng umhüllt sind. Bestimmte Maissorten wurden gezüchtet, um viele zusätzlich entwickelte Ähren hervorzubringen. Aus diesen stammt der „ Babymais “, der in der asiatischen Küche als Gemüse verwendet wird .

Die Spitze des Stängels endet in der Quaste, einem Blütenstand männlicher Blüten. Wenn die Quaste reif ist und die Bedingungen angemessen warm und trocken sind, lösen sich Staubbeutel auf der Quaste und setzen Pollen frei. Maispollen sind anemophil (durch Wind verbreitet) und aufgrund seiner großen Absetzgeschwindigkeit fallen die meisten Pollen nur wenige Meter von der Quaste entfernt.

Aus dem Wirbel der Schalenblätter am Ende des Ohres entstehen längliche Narben , die als Seiden bezeichnet werden . Sie sind oft blassgelb und 18 cm lang und sehen aus wie Haarbüschel. Am Ende eines jeden ist ein Fruchtblatt, das sich zu einem "Kernel" entwickeln kann, wenn er mit einem Pollenkörner gedüngt wird. Die Perikarp der Frucht wird mit dem Samenmantel als „kondensierter Karyopse “, typisch für die Gräser und der gesamte Kern wird häufig als die „bezeichnet Samen “. Der Kolben ähnelt in seiner Struktur einer Mehrfachfrucht , außer dass die einzelnen Früchte (die Kerne) nie zu einer einzigen Masse verschmelzen. Die Körner sind etwa erbsengroß und haften in regelmäßigen Reihen um eine weiße, kernige Substanz, die die Ähre bildet. Die maximale Größe der Kerne beträgt angeblich 2,5 cm. Ein Ohr enthält normalerweise 600 Kerne. Sie haben verschiedene Farben: schwärzlich, bläulich-grau , lila , grün, rot, weiß und gelb. Zu Mehl gemahlen ergibt Mais mehr Mehl mit viel weniger Kleie als Weizen. Es fehlt das Protein Gluten des Weizens und macht daher Backwaren mit schlechter Aufgehfähigkeit. Eine genetische Variante , die mehr Zucker und weniger sammelt Stärke im Ohr wird als Gemüse verzehrt und heißt Zuckermais . Junge Ohren können roh mit dem Kolben und der Seide verzehrt werden, aber wenn die Pflanze reift (normalerweise während der Sommermonate), wird der Kolben zäher und die Seide trocknet bis zur Ungenießbarkeit. Am Ende der Vegetationsperiode trocknen die Kerne aus und werden schwer zu kauen, ohne sie zuerst in kochendem Wasser zart zu kochen.

Die Pflanzdichte beeinflusst mehrere Aspekte von Mais. Moderne Anbautechniken in entwickelten Ländern beruhen normalerweise auf einer dichten Bepflanzung, die eine Ähre pro Stängel produziert. Die Stände des Silagemais sind noch dichter und erzielen einen geringeren Anteil an Ohren und Pflanzengut.

Mais ist eine fakultative Kurztagpflanze und blüht in einer bestimmten Anzahl von Wachstumsgradtagen > 10 °C (50 °F) in der Umgebung, an die er angepasst ist. Das Ausmaß des Einflusses langer Nächte auf die Anzahl der Tage, die vergehen müssen, bevor der Mais blüht, ist genetisch vorgegeben und wird durch das Phytochrom- System reguliert . Die Photoperiodizität kann bei tropischen Sorten exzentrisch sein, so dass die für höhere Breiten charakteristischen langen Tage es den Pflanzen ermöglichen, so hoch zu wachsen, dass sie nicht genug Zeit haben, um Samen zu produzieren, bevor sie durch Frost getötet werden. Diese Eigenschaften können sich jedoch bei der Verwendung von tropischem Mais für Biokraftstoffe als nützlich erweisen .

Unreife Maistriebe sammeln eine starke antibiotische Substanz an, 2,4-Dihydroxy-7-methoxy-1,4-benzoxazin-3-on ( DIMBOA ). DIMBOA gehört zu einer Gruppe von Hydroxamsäuren (auch als Benzoxazinoide bekannt), die als natürliche Abwehr gegen eine Vielzahl von Schädlingen dienen, darunter Insekten, pathogene Pilze und Bakterien . DIMBOA kommt auch in verwandten Gräsern vor, insbesondere in Weizen. Eine Maismutante (bx), der DIMBOA fehlt, ist sehr anfällig für den Befall durch Blattläuse und Pilze . DIMBOA ist auch für die relative Resistenz von unreifem Mais gegenüber dem Maiszünsler (Familie Crambidae ) verantwortlich. Wenn der Mais reift, nehmen der DIMBOA-Gehalt und die Resistenz gegen den Maiszünsler ab.

Aufgrund seiner flachen Wurzeln ist Mais anfällig für Trockenheit, intolerant gegenüber nährstoffarmen Böden und neigt dazu, von starken Winden entwurzelt zu werden.

Zea mays 'Ottofile giallo Tortonese'MHNT
Zea mays "Erdbeere" —MHNT
Zea mays "Oaxacan Grün" MHNT
Bunte Maiskolben
Bunte Maiskörner ( CSIRO )

Während gelbe Maissorten ihre Farbe von Lutein und Zeaxanthin ableiten, ist die Kernfärbung bei roten Maissorten auf Anthocyane und Phlobaphene zurückzuführen . Diese letzteren Substanzen werden im Flavonoid-Syntheseweg aus der Polymerisation von Flavan-4-olen durch die Expression des Maispericarp color1 (p1)-Gens synthetisiert, das einen R2R3- myb- ähnlichen Transkriptionsaktivator des A1-Gens kodiert, das für die Dihydroflavonol-4-Reduktase ( Reduktion von Dihydroflavonolen zu Flavan-4-olen), während ein anderes Gen (Suppressor of Pericarp Pigmentation 1 oder SPP1) als Suppressor fungiert . Das p1-Gen kodiert für einen Myb-homologen Transkriptionsaktivator von Genen, die für die Biosynthese von roten Phlobaphen-Pigmenten erforderlich sind, während das P1-wr-Allel farblose Kernperikarp und rote Kolben spezifiziert und der instabile Faktor für orange1 (Ufo1) die P1-wr-Expression modifiziert, um Pigmentierung zu verleihen in Kernperikarp sowie vegetativen Geweben, die normalerweise keine nennenswerten Mengen an Phlobaphenpigmenten akkumulieren. Das Mais-P-Gen kodiert für ein Myb-Homolog, das die Sequenz CCT/AACC erkennt, in scharfem Gegensatz zu dem von Vertebraten-Myb-Proteinen gebundenen C/TAACGG.

Das Ohrblatt ist das Blatt, das am engsten mit einem bestimmten sich entwickelnden Ohr verbunden ist. Dieses Blatt und darüber tragen 70 % bis 75 % bis 90 % der Körnerfüllung bei . Daher ist die Anwendung von Fungiziden in dieser Region in den meisten Krankheitsumgebungen am wichtigsten.

Ungewöhnliche Blumen

Maisblüten können manchmal Mutationen aufweisen, die zur Bildung weiblicher Blüten in der Quaste führen. Diese Mutationen, ts4 und Ts6 , verhindern die Entwicklung des Staubblatts und fördern gleichzeitig die Entwicklung der Stempel. Dies kann zu Blütenständen führen, die sowohl männliche als auch weibliche Blüten enthalten, oder zwittrige Blüten.

Genetik

Exotische Maissorten werden gesammelt, um die genetische Vielfalt bei der selektiven Züchtung neuer heimischer Sorten zu erhöhen

Mais ist ein einjähriges Gras in der Familie der Gramineae , zu der Pflanzen wie Weizen , Roggen , Gerste , Reis , Sorghum und Zuckerrohr gehören . Es gibt zwei Hauptarten der Gattung Zea (von insgesamt sechs): Zea mays (Mais) und Zea diploperennis , eine mehrjährige Art von Teosinte. Die einjährige Teosinte-Sorte namens Zea mays mexicana ist die botanische Pflanze, die dem Mais am nächsten kommt. In Mexiko und Guatemala wächst sie noch einjährig in freier Wildbahn.

Viele Maisformen werden als Nahrungsmittel verwendet, manchmal in verschiedene Unterarten unterteilt, die sich nach dem jeweiligen Stärkegehalt richten:

  • Mehlmais: Zea mays var. Amylacea
  • Popcorn : Zea mays var. immerta
  • Dellenmais  : Zea mays var. Einrückungen
  • Flintmais : Zea mays var. indurata
  • Zuckermais : Zea mays var. saccharata und Zea mays var. rugosa
  • Wachsmais : Zea mays var. ceratin
  • Amylomaize : Zea mays
  • Schotenmais : Zea mays var. tunicata Larrañaga von A. St. Hil.
  • Streifenmais: Zea mays var. japonika

Dieses System wurde in den letzten 60 Jahren durch multivariable Klassifikationen auf der Grundlage von immer mehr Daten ersetzt (wenn auch nicht vollständig verdrängt). Agronomische Daten wurden durch botanische Merkmale für eine robuste anfängliche Klassifizierung ergänzt, dann wurden genetische, zytologische , Protein- und DNA-Beweise hinzugefügt. Jetzt sind die Kategorien Formen (wenig verwendet), Rassen, Rassenkomplexe und neuerdings Zweige.

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Barbara McClintock verwendete diese Knopfmarker, um ihre Transposon- Theorie der "springenden Gene" zu validieren , für die sie 1983 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhielt . Mais ist auch heute noch ein wichtiger Modellorganismus für die Genetik und Entwicklungsbiologie .

Die Zentromere haben zwei Arten von Strukturkomponenten, die beide nur in den Zentromeren vorkommen: Große Arrays von CentC, einer kurzen Satelliten-DNA ; und einige aus einer Familie von Retrotransposons . Das B-Chromosom enthält im Gegensatz zu den anderen eine zusätzliche Wiederholung, die sich in benachbarte Bereiche des Chromosoms erstreckt. Zentromere können während der Teilung versehentlich schrumpfen und trotzdem funktionieren, obwohl angenommen wird, dass dies fehlschlägt, wenn sie unter einige hundert Kilobase schrumpft. Kinetochore enthalten RNA, die aus Zentromeren stammt. Zentromerregionen können inaktiv werden und können in diesem Zustand verbleiben, wenn das Chromosom noch ein anderes aktives Chromosom hat.

, abgerufen werden .

2005 bildeten die US-amerikanische National Science Foundation (NSF), das Landwirtschaftsministerium ( USDA ) und das Energieministerium (DOE) ein Konsortium zur Sequenzierung des B73-Mais- Genoms . Die resultierenden DNA-Sequenzdaten wurden sofort in GenBank hinterlegt , einem öffentlichen Repository für Genomsequenzdaten. Sequenzen und Genom-Annotationen wurden während der gesamten Laufzeit des Projekts auch auf der offiziellen Website des Projekts zur Verfügung gestellt.

.

waren der Beginn der Erforschung der molekularen Evolution der Blütenstruktur im Allgemeinen sowie ihrer Rolle bei nicht blühenden Pflanzen.

Evolution

Wie bei vielen Pflanzen und Tieren weist Z. mays eine positive Korrelation zwischen der effektiven Populationsgröße und dem Ausmaß des Selektionsdrucks auf . Z. m. mit einem EPS von ~650.000 gruppiert es mit anderen von ungefähr dem gleichen EPS und hat 79 % seiner Aminosäurestellen unter Selektion.

Die Rekombination ist eine bedeutende Quelle der Diversität in Z. mays . (Beachten Sie, dass dieses Ergebnis frühere Studien ersetzt, die keine solche Korrelation zeigten.)

Dieser Rekombinations-/Diversitätseffekt ist in allen Pflanzen zu beobachten, tritt aber auch in Regionen mit hoher Gendichte nicht oder nicht so stark auf . Dies ist wahrscheinlich der Grund dafür, dass domestizierte Z. mays in Gebieten mit höherer Dichte keine so starke Zunahme der Vielfalt verzeichnet haben wie in Regionen mit geringerer Dichte, obwohl es bei anderen Pflanzen mehr Beweise gibt.

Einige Maislinien haben uralte Polyploidie- Ereignisse durchlaufen , die vor 11 Millionen Jahren begannen. Über diese Zeit wurden ~72% der polyploiden duplizierten Gene erhalten, was höher ist als bei anderen Pflanzen mit älteren Polyploidie-Ereignissen. So kann es sein, dass Mais im Laufe der Zeit mehr doppelte Gene verliert, ähnlich wie bei den Genomen anderer Pflanzen. Falls ja - falls Genverlust lediglich noch nicht eingetreten ist - könnte dies das Fehlen beobachteter positiver Selektion und geringerer negativer Selektion erklären, die bei ansonsten ähnlichen Pflanzen, dh auch natürlicher Auskreuzung und mit ähnlichen effektiven Populationsgrößen, beobachtet werden.

Ploidie scheint die EPS oder das Ausmaß des Selektionseffekts bei Mais nicht zu beeinflussen.

Zucht

Mais vermehrt sich jedes Jahr sexuell. Dadurch wird die Hälfte der Gene einer bestimmten Pflanze zufällig ausgewählt, um sie an die nächste Generation zu vermehren, was bedeutet, dass wünschenswerte Eigenschaften der Kultur (wie hoher Ertrag oder gute Ernährung) in nachfolgenden Generationen verloren gehen können, es sei denn, bestimmte Techniken werden verwendet.

Die Maiszüchtung in der Vorgeschichte führte dazu, dass große Pflanzen große Ähren produzierten. Die moderne Züchtung begann mit Individuen, die auf ihren Feldern hochproduktive Sorten auswählten und dann Saatgut an andere Bauern verkauften. James L. Reid war einer der frühesten und erfolgreichsten Entwickler von Reids Yellow Dent in den 1860er Jahren. Diese frühen Bemühungen basierten auf Massenselektion . Spätere Zuchtbemühungen umfassten die Selektion von Ohr zu Reihe (CG Hopkins um 1896), Hybriden aus ausgewählten Inzuchtlinien (GH Shull, 1909) und die sehr erfolgreichen Doppelkreuzhybriden mit vier Inzuchtlinien ( DF Jones um 1918, 1922). Von der Universität unterstützte Züchtungsprogramme waren besonders wichtig bei der Entwicklung und Einführung moderner Hybriden. In den 1930er Jahren begannen Unternehmen wie Pioneer, die sich der Produktion von Hybridmais widmeten, die langfristige Entwicklung zu beeinflussen. International bedeutende Saatgutbanken wie das International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) und die US-Bank des Maize Genetics Cooperation Stock Center der University of Illinois in Urbana-Champaign halten das für die zukünftige Pflanzenentwicklung wichtige Keimplasma aufrecht .

Seit den 1940er Jahren sind die besten Maisstämme Hybriden der ersten Generation, die aus Inzuchtstämmen hergestellt werden, die für bestimmte Merkmale wie Ertrag, Ernährung, Trockenheit, Schädlings- und Krankheitstoleranz optimiert wurden. Sowohl konventionelle Kreuzungen als auch genetische Modifikationen haben es geschafft, die Produktion zu steigern und den Bedarf an Ackerland, Pestiziden, Wasser und Dünger zu reduzieren. Es gibt widersprüchliche Beweise für die Hypothese, dass das Ertragspotenzial von Mais in den letzten Jahrzehnten zugenommen hat. Dies legt nahe, dass Veränderungen des Ertragspotenzials eher mit Blattwinkel, Standfestigkeit, Toleranz gegenüber hoher Pflanzendichte, Krankheits-/Schädlingstoleranz und anderen agronomischen Merkmalen als mit einer Erhöhung des Ertragspotenzials pro einzelne Pflanze verbunden sind.

Tropische Landrassen bleiben eine wichtige und wenig genutzte Quelle für Resistenzallele für Krankheiten und Pflanzenfresser . Bemerkenswerte Entdeckungen seltener Allele für diesen Zweck wurden von Dao et al. 2014 und Sood et al. 2014 gemacht.

Globales Programm

CIMMYT betreibt ein konventionelles Züchtungsprogramm, um optimierte Stämme bereitzustellen. Das Programm begann in den 1980er Jahren. Hybridsaatgut wird in Afrika durch das Projekt Drought Tolerant Maize for Africa vertrieben.

Genetische Veränderung

Gentechnisch veränderter (GV-)Mais war eine von 26 kommerziell angebauten GV-Pflanzen im Jahr 2016. Der überwiegende Teil davon ist Bt-Mais . Der seit 1997 in den USA und Kanada angebaute Mais wurde 2016 zu 92 % gentechnisch verändert und 2016 zu 33 % der weltweiten Maisernte gentechnisch verändert. Ab 2011 wurden in Argentinien, Australien, herbizidtolerante Maissorten angebaut , Brasilien, Kanada, China, Kolumbien, El Salvador, der Europäischen Union, Honduras, Japan, Korea, Malaysia, Mexiko, Neuseeland, den Philippinen, der Russischen Föderation, Singapur, Südafrika, Taiwan, Thailand und den Vereinigten Staaten. Insektenresistenter Mais wurde in Argentinien, Australien, Brasilien, Kanada, Chile, China, Kolumbien, Ägypten, der Europäischen Union, Honduras, Japan, Korea, Malaysia, Mexiko, Neuseeland, den Philippinen, Südafrika, der Schweiz, Taiwan, den USA und Uruguay.

Im September 2000 wurden Lebensmittel im Wert von bis zu 50 Millionen US-Dollar aufgrund des Vorhandenseins von gentechnisch verändertem Starlink- Mais zurückgerufen, der nur für den Verzehr durch Tiere und nicht für den menschlichen Verzehr zugelassen und anschließend vom Markt genommen wurde.

Herkunft

) genannt werden.

Über die spezifische Herkunft von Mais in Mesoamerika wurden mehrere Theorien aufgestellt:

  1. Es ist eine direkte Domestikation eines mexikanischen einjährigen Teosinte , Zea mays ssp. parviglumis , beheimatet im Tal des Balsas-Flusses im Südosten Mexikos, wobei bis zu 12% seines genetischen Materials aus Zea mays ssp. mexicana durch Introgression .
  2. Er hat zwei oder mehr Domestizierungen durchgemacht, entweder von einem Wildmais oder einem Teosinte. (Der Begriff "teosinte" bezeichnet alle Arten und Unterarten der Gattung Zea , außer Zea mays ssp. mays .)
  3. Es hat sich aus einer Hybridisierung von Z. diploperennis durch Tripsacum dactyloides entwickelt .

In den späten 1930er Jahren vermutete Paul Mangelsdorf, dass domestizierter Mais das Ergebnis eines Hybridisierungsereignisses zwischen einem unbekannten Wildmais und einer Art von Tripsacum , einer verwandten Gattung, sei. Diese Theorie über die Herkunft von Mais wurde durch moderne Gentests widerlegt, die Mangelsdorfs Modell und das vierte oben aufgeführte Modell widerlegen.

Die teosinte Herkunft Theorie wurde von dem russischen Botaniker vorgeschlagen Nikolai Iwanowitsch Vavilov im Jahr 1931 und der späteren amerikanischen Nobelpreis -winner George Beadle 1932. Es unterstützt wird experimentell und durch die jüngsten Studien der Pflanzen Genome. Teosinte und Mais können sich kreuzen und fruchtbare Nachkommen hervorbringen. Bezüglich der Art bleiben noch einige Fragen offen, darunter:

  1. wie die immense Artenvielfalt der Sekte. Zea entstand,
  2. wie die winzigen archäologischen Exemplare von 3500–2700 v. Chr. aus einem Teosinte ausgewählt worden sein könnten, und
  3. wie die Domestikation hätte verlaufen können, ohne Reste von Teosinte oder Mais mit teosintoiden Merkmalen zu hinterlassen, die früher als die frühesten bis vor kurzem bekannten, die um ca. 1100 v. Chr.
, da dort die ältesten archäologischen Überreste von Mais gefunden wurden, die zu dieser Zeit bekannt waren.

Verbindung mit der Unterart 'parviglumis'

Teosinte (oben), Mais-Teosinte-Hybrid (Mitte), Mais (unten)

Genetische Studien, die 2004 von John Doebley veröffentlicht wurden , identifizierten Zea mays ssp. parviglumis , stammte aus dem Balsas Fluss Tal im südwestlichen Hochland Mexikos, und auch als Balsas teosinte, als die bekannte crop wild relative , die genetisch am ähnlichsten modernen Mais ist. Dies wurde durch weitere Studien bestätigt, die diese Hypothese etwas verfeinerten. Archäobotanische Studien, die 2009 veröffentlicht wurden, weisen auf den mittleren Teil des Tals des Balsas-Flusses als wahrscheinlichen Ort der frühen Domestikation hin; Dieser Fluss ist nicht sehr lang, daher sind diese Orte nicht sehr weit entfernt. In einer 8.700 Jahre alten Ablagerungsschicht in einer Höhle unweit von Iguala, Guerrero, wurden Steinfräswerkzeuge mit Maisresten gefunden .

Stuckkopf des Maya-Maisgottes , 550–850 n. Chr.

Doebley war Teil des Teams, das 2002 erstmals veröffentlichte, dass Mais nur einmal vor etwa 9.000 Jahren domestiziert und dann in ganz Amerika verbreitet wurde.

Vor 7.000 Jahren wurde in Südmexiko, Mittelamerika und im nördlichen Südamerika ein primitiver Mais angebaut. Archäologische Überreste von frühen Maiskolben, die in der Guila-Naquitz-Höhle im Oaxaca-Tal gefunden wurden , reichen ungefähr 6.250 Jahre zurück; die ältesten Ohren aus Höhlen in der Nähe von Tehuacan , Puebla, 5.450 BP

Auch Maispollen aus San Andres, Tabasco , an der Karibikküste, wurden auf 7.300 BP datiert .

Als Mais in neue Kulturen eingeführt wurde, wurden neue Verwendungen entwickelt und neue Sorten ausgewählt, um in diesen Zubereitungen besser zu dienen. Mais war das Grundnahrungsmittel oder ein wichtiges Grundnahrungsmittel – zusammen mit Kürbis , Kartoffeln aus der Andenregion , Quinoa , Bohnen und Amaranth – der meisten präkolumbianischen nordamerikanischen, mesoamerikanischen, südamerikanischen und karibischen Kulturen. Insbesondere die mesoamerikanische Zivilisation war eng mit Mais verbunden. Seine Traditionen und Rituale umfassten alle Aspekte des Maisanbaus – von der Anpflanzung bis zur Zubereitung der Speisen. Mais bildete die Identität des mesoamerikanischen Volkes.

Es ist unbekannt, was ihre Domestikation auslöste, weil der essbare Teil der wilden Varietät zu klein und schwer zu bekommen ist, um direkt gegessen zu werden, da jeder Kern von einer sehr harten zweischaligen Schale umgeben ist.

1939 demonstrierte George Beadle, dass die Kerne von Teosinte für den menschlichen Verzehr leicht "geknallt" werden, wie modernes Popcorn. Einige haben argumentiert, dass es zu viele Generationen selektiver Züchtung gedauert hätte , um große, komprimierte Ähren für eine effiziente Kultivierung zu produzieren. Studien an Hybriden, die leicht durch Kreuzung von Teosinte und modernem Mais hergestellt werden, legen jedoch nahe, dass dieser Einwand nicht begründet ist.

Ausbreitung nach Norden

Vor etwa 4.500 Jahren begann sich Mais nach Norden auszubreiten; Es wurde erstmals vor etwa 4.100 in den heutigen Vereinigten Staaten an mehreren Standorten in New Mexico und Arizona angebaut.

Im ersten Jahrtausend n. Chr. verbreitete sich der Maisanbau in den nördlichen Gebieten weiter. Insbesondere die großangelegte Einführung des Maisanbaus und des Maisverbrauchs im östlichen Nordamerika fand um 900 n. Chr. statt. Die amerikanischen Ureinwohner rodeten große Wald- und Graslandflächen für die neue Ernte.

Untersuchungen des USDA Forest Service aus dem Jahr 2005 ergaben, dass der Anstieg des Maisanbaus vor 500 bis 1.000 Jahren im heutigen Südosten der USA mit einem Rückgang der Süßwassermuscheln einherging , die sehr empfindlich auf Umweltveränderungen reagieren.

Anbau

Pflanzen

Sämlinge drei Wochen nach der Aussaat
Junge Stängel
. Obwohl sie hauptsächlich in feuchten, heißen Klimazonen angebaut wird, soll sie unter kalten, heißen, trockenen oder nassen Bedingungen gedeihen, was bedeutet, dass sie eine äußerst vielseitige Nutzpflanze ist.

Reife Pflanzen mit Ohren

Mais wurde von den amerikanischen Ureinwohnern in Hügeln angebaut , in einem komplexen System, das manche als die Drei Schwestern kennen . Mais diente als Unterstützung für Bohnen , und die Bohnen lieferten Stickstoff, der aus stickstofffixierenden Rhizobien gewonnen wurde, die von den Wurzeln von Bohnen und anderen Hülsenfrüchten leben ; und Kürbisse boten eine Bodenbedeckung, um Unkraut zu stoppen und die Verdunstung zu verhindern, indem sie den Boden beschatten. Diese Methode wurde durch Einzelpflanzen-Hügelbepflanzung ersetzt, bei der jeder Hügel im Abstand von 60 bis 120 cm mit drei oder vier Samen bepflanzt wurde, eine Methode, die noch immer von Hausgärtnern verwendet wird. Eine spätere Technik war "geprüfter Mais", bei dem Hügel in jeder Richtung 1 m (40 Zoll) voneinander entfernt platziert wurden, so dass die Grubber in zwei Richtungen durch das Feld laufen konnten. In trockeneren Ländern wurden diese verändert und Samen wurden in dem Boden von 10-12 cm gepflanzt (4-

4
+
1
2
 Zoll) tiefe Furchen, um Wasser zu sammeln. Moderne Technik pflanzt Mais in Reihen, was eine Kultivierung ermöglicht, während die Pflanze jung ist, obwohl die Hügeltechnik noch in den Maisfeldern einiger Indianerreservate verwendet wird. Wenn Mais in Reihen angebaut wird, können auch andere Kulturen zwischen diesen Reihen angebaut werden, um die Landfläche effizienter zu nutzen.

In den meisten Regionen wird der in Wohngärten angebaute Mais heute noch häufig manuell mit der Hacke gepflanzt , während der kommerziell angebaute Mais nicht mehr manuell, sondern mit einer Pflanzmaschine gepflanzt wird . In Nordamerika Felder werden oft in einer zwei gepflanzt Fruchtfolge mit einer Stickstoff-fixierenden Ernte, oft Luzerne in kühleren Klimazone und Sojabohnen in Regionen mit längeren Sommern. Manchmal wird der Fruchtfolge eine dritte Ernte, Winterweizen , hinzugefügt.

Viele der in den Vereinigten Staaten und Kanada angebauten Maissorten sind Hybriden. Oft wurden die Sorten gentechnisch verändert, um Glyphosat zu tolerieren oder vor natürlichen Schädlingen zu schützen. Glyphosat ist ein Herbizid, das alle Pflanzen abtötet, außer denen mit genetischer Toleranz. Diese genetische Toleranz kommt in der Natur sehr selten vor.

Im Mittleren Westen der Vereinigten Staaten werden in der Regel Low-Till- oder No-Till- Anbautechniken verwendet. Bei geringer Bodenbearbeitung werden Felder einmal, vielleicht zweimal, mit einem Bodenbearbeitungsgerät entweder vor der Pflanzensaat oder nach der vorherigen Ernte bearbeitet. Die Felder werden bepflanzt und gedüngt . Unkräuter werden durch den Einsatz von Herbiziden bekämpft und während der Vegetationsperiode wird keine Bodenbearbeitung durchgeführt. Diese Technik reduziert die Feuchtigkeitsverdunstung aus dem Boden und sorgt so für mehr Feuchtigkeit für die Pflanzen. Die im vorigen Absatz erwähnten Technologien ermöglichen eine bodenlose und bodenlose Landwirtschaft. Unkräuter konkurrieren mit der Kulturpflanze um Feuchtigkeit und Nährstoffe, was sie unerwünscht macht.

Ernte

Reife Maisohren
Ernte von Mais, Jones County, Iowa
Ernte von Mais, Rantasalmi , Südsavo , Finnland
Handernte Maisernte in Myanmar.
können .

Vor dem Zweiten Weltkrieg wurde der meiste Mais in Nordamerika von Hand geerntet. Dabei handelte es sich um eine große Zahl von Arbeitern und damit verbundene gesellschaftliche Veranstaltungen ( Bienen schälen oder schälen ). Von den 1890er Jahren weiter wurden einige Maschinen die Prozesse teilweise mechanisiert zur Verfügung, wie zB Ein- und zweireihigen mechanischen Picker (das Ohrs Kommissionierung, den Abgang stover ) und Mais Bindemittel, die sind Reaper-Bindemittel speziell für Mais entwickelt (zB , Video auf YouTube ). Letztere produzieren Garben , die geschockt werden können . Per Hand oder mechanischer Pflücker wird die gesamte Ähre geerntet, was dann einen separaten Arbeitsgang eines Maisschälers erfordert, um die Körner aus der Ähre zu entfernen. Ganze Maisähren wurden oft in Maiskrippen gelagert , und diese ganzen Ähren sind eine ausreichende Form für einige Viehfütterungszwecke. Heutzutage sind Maiskrippen mit ganzen Ähren und Maisbinder weniger verbreitet, da die meisten modernen Betriebe das Getreide mit einem Mähdrescher vom Feld ernten und in Behältern lagern . Der Mähdrescher mit Maiskolben (mit Spitzen und Schnapprollen anstelle einer Haspel) schneidet den Stängel nicht; es zieht einfach den Stiel nach unten. Der Stängel setzt sich nach unten fort und wird auf dem Boden zu einem zerknüllten Haufen zusammengeknüllt, wo er normalerweise als organisches Material für den Boden verbleibt . Die Maisähre ist zu groß, um zwischen Schlitzen in einer Platte hindurchzugehen, da die Schnapprollen den Stängel wegziehen, sodass nur die Ähre und die Schale in die Maschine gelangen. Der Mähdrescher trennt die Schale und den Kolben und behält nur die Kerne.

Bei Mais ist ein Silageernte wird die gesamte Anlage in der Regel auf einmal mit einem gehackten Feldhäcksler (Chopper) und in Silos oder Polymer - Wrapper siliert. Das Silieren von Garben, die mit einem Maisbinder geschnitten wurden, war früher in einigen Regionen üblich, ist aber selten geworden.

Weltweite Maisproduktion

Für die Lagerung von Getreide in Behältern muss die Feuchtigkeit des Getreides ausreichend niedrig sein, um ein Verderben zu vermeiden. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt des geernteten Getreides zu hoch ist, werden Getreidetrockner verwendet, um den Feuchtigkeitsgehalt zu reduzieren, indem erhitzte Luft durch das Getreide geblasen wird. Dies kann große Energiemengen in Form von brennbaren Gasen ( Propan oder Erdgas ) und Strom zum Antrieb der Gebläse erfordern.

Produktion

Maisproduktion (2018)

Mais wird auf der ganzen Welt angebaut und jedes Jahr wird mehr Mais produziert als jedes andere Getreide. Im Jahr 2018 betrug die weltweite Gesamtproduktion 1,15 Milliarden Tonnen , angeführt von den Vereinigten Staaten mit 34,2% der Gesamtmenge (Tabelle). China produzierte 22,4 % der weltweiten Gesamtmenge.

Maisproduktion – 2018
Land Produktion
(Millionen Tonnen )
 
Vereinigte Staaten
392,5
 
China
257.3
 
Brasilien
82,3
 
Argentinien
43,5
 
Ukraine
35,8
 
Indonesien
30,3
 
Indien
27,8
 
Mexiko
27,2
 
Rumänien
18,7
 
Kanada
13,9
 
Frankreich
12,7
 
Südafrika
12.6
 
Russland
11,4
 
Nigeria
10,2
 
Ungarn
8.0
 
Philippinen
7.8
 
Äthiopien
7,4
 
Ägypten
7.3
 
Serbien
7,0
 
Pakistan
6.3
 
Italien
6.2
 
Tansania
6.0
 
Truthahn
5,7
 
Paraguay
5.3
 
Thailand
5.0
 
Welt
1147.6

Vereinigte Staaten

Im Jahr 2016 wurde die Maisproduktion auf über 380 Millionen Tonnen (15 Milliarden Scheffel ) prognostiziert, was einem Anstieg von 11% gegenüber der amerikanischen Produktion von 2014 entspricht. Basierend auf den Bedingungen per August 2016 wäre die erwartete Rendite die höchste jemals für die Vereinigten Staaten. Die geerntete Maisfläche wurde auf 35 Millionen Hektar (87 Millionen Acres) prognostiziert, eine Zunahme von 7 % gegenüber 2015. Mais ist besonders in den Bundesstaaten des Mittleren Westens wie Indiana , Iowa und Illinois beliebt ; in letzterem wurde es 2017 zum offiziellen Getreide des Staates ernannt.

Schädlinge

Insekten

Die Anfälligkeit von Mais für den Europäischen Maiszünsler und Maiswurzelbohrer und die daraus resultierenden großen Ernteverluste, die weltweit auf eine Milliarde Dollar pro Schädling geschätzt werden, führten zur Entwicklung von Transgenen , die das Bacillus thuringiensis- Toxin exprimieren . "Bt-Mais" wird in den Vereinigten Staaten weit verbreitet angebaut und ist für die Freisetzung in Europa zugelassen.

Krankheiten

Lagerung

Das Trocknen ist unerlässlich, um eine Mykotoxin- Kontamination zu verhindern oder zumindest zu reduzieren . Aspergillus und Fusarium spp. sind die häufigsten Mykotoxinquellen, aber es gibt noch andere. Insgesamt sind Maiskontaminanten so häufig und diese Kultur ist wirtschaftlich so wichtig, dass Maismykotoxine zu den wichtigsten in der Landwirtschaft im Allgemeinen zählen.

Verwendet

Menschliche Nahrung

Poster, das eine Frau zeigt, die Muffins, Pfannkuchen und Grütze serviert, mit Kanistern auf dem Tisch mit der Aufschrift Maismehl, Grütze und Hominy, US Food Administration, 1918

Mais und Maismehl (gemahlener getrockneter Mais) sind in vielen Regionen der Welt ein Grundnahrungsmittel . Mais wird zur Herstellung von Maisstärke verwendet , einer üblichen Zutat in der Hausmannskost und vielen industrialisierten Nahrungsmitteln. Maisstärke kann hydrolysiert und enzymatisch behandelt werden, um Sirupe herzustellen, insbesondere Maissirup mit hohem Fructosegehalt , ein Süßungsmittel; und auch fermentiert und destilliert, um Getreidealkohol herzustellen . Getreidealkohol aus Mais ist traditionell die Quelle von Bourbon Whisky . Maismehl wird zur Herstellung von Maisbrot und anderen Backwaren verwendet.

. als Delikatesse.

Mexikanische Tamales mit Maismehl
Gekochter Mais auf einem weißen Teller

Grobes Maismehl wird in vielen Kulturen zu einem dicken Brei verarbeitet : von der Polenta Italiens, der Angu Brasiliens, der Mămăligă Rumäniens, bis zu Maismehlbrei in den USA (oder Hominy Grits im Süden) oder dem Essen namens mieliepap in South Afrika und Sadza, Nshima, Ugali und andere Namen in anderen Teilen Afrikas. Mais wurde im 16. Jahrhundert von den Portugiesen in Afrika eingeführt und hat sich zu Afrikas wichtigstem Grundnahrungsmittel entwickelt. Diese werden häufig im Südosten der Vereinigten Staaten gegessen , Nahrungsmittel, die von den amerikanischen Ureinwohnern überliefert wurden , die das Gericht Sagamit nannten .

Mais kann auch im unreifen Zustand geerntet und verzehrt werden, wenn die Körner ausgewachsen, aber noch weich sind. Unreifer Mais muss normalerweise gekocht werden, um schmackhaft zu werden; Dies kann durch einfaches Kochen oder Braten der ganzen Ohren und das Essen der Kerne direkt vom Kolben erfolgen. Zuckermais , eine genetische Sorte, die reich an Zucker und wenig Stärke ist, wird normalerweise im unreifen Zustand verzehrt. Ein solcher Maiskolben ist in den Vereinigten Staaten, Kanada, Großbritannien, Zypern, einigen Teilen Südamerikas und auf dem Balkan ein übliches Gericht, aber in einigen europäischen Ländern praktisch unbekannt. Maiskolben wurde auf den Straßen von dem frühen 19. Jahrhundert New York City verhökert von Armen, barfuß „ Hot Corn Girls“, die auf diese Weise waren die Vorläufer der Hot - Dog - Wagen , churro Wagen und Obststände auf den Straßen der großen Städte zu sehen heute.

In den Vereinigten Staaten macht die Verwendung von Mais für den menschlichen Verzehr nur etwa 1/40 der im Land angebauten Menge aus. In den Vereinigten Staaten und Kanada, Mai ist vor allem auf Futtermittel angebaut Vieh , wie Futter, Silage (hergestellt durch Fermentation von gehackter grüner cornstalks) oder Getreide. Maismehl ist auch ein wichtiger Bestandteil einiger kommerzieller Tierfutterprodukte.

Nährwert

Lutein Zeaxanthin† Die Prozentsätze werden anhand der US-Empfehlungen für Erwachsene grob geschätzt.
Zuckermais, gelb, roh
(nur Samen)
Hinweis: unter der Annahme von befreitem Niacin
Nährwert pro 100 g (3,5 oz)
Energie 360 kJ (86 kcal)
18,7 g
5,7 g
6,26 g
2 g
1,35 g
3,27 g
0,023 g
0,129 g
0,129 g
0,348 g
0,137 g
0,067 g
0,026 g
0,150 g
0,123 g
0,185 g
0,131 g
0,089 g
0,295 g
0,244 g
0,636 g
0,127 g
0,292 g
0,153 g
Menge
%DV
1%
9 μg
644 μg
13%
0,155 mg
5%
0,055 mg
12%
1,77 mg
14%
0,717 mg
7%
0,093 mg
11%
42 μg
8%
6,8 mg
Menge
%DV
4%
0,52 mg
10%
37 mg
8%
0,163 mg
13%
89 mg
6%
270 mg
5%
0,46 mg
Menge
75,96 g

Link zum USDA-Datenbankeintrag
Ein
Mais mittlerer Größe (6-3/4" bis 7-1/2" lang) enthält 90 Gramm Samen

Rohe, gelbe, süße Maiskörner bestehen zu 76 % aus Wasser, 19 % Kohlenhydraten , 3 % Eiweiß und 1 % Fett (Tabelle). In einer 100- Gramm- Portion liefern Maiskörner 86 Kalorien und sind eine gute Quelle (10–19% des Tageswertes ) der B-Vitamine , Thiamin , Niacin (siehe jedoch Pellagra-Warnung unten), Pantothensäure (B5) und Folsäure (rechte Tabelle für rohe, ungekochte Kerne, USDA Nutrient Database). In moderaten Mengen liefern sie auch Ballaststoffe und essentielle Mineralien , Magnesium und Phosphor während andere Nährstoffe in geringen Mengen (Tabelle) sind.

Mais hat suboptimale Mengen der essentiellen Aminosäuren Tryptophan und Lysin , was seinen geringeren Status als Proteinquelle erklärt. Allerdings ergänzen die Proteine ​​von Bohnen und Hülsenfrüchten die von Mais.

Futter- und Futtermittel für Nutztiere

Mai ist eine wichtige Quelle von Getreide Futtermittel und Futter für Vieh . Es wird auf verschiedene Weise an das Vieh verfüttert. Wenn es als eine Getreideernte verwendet wird, die getrockneten Kerne werden als Futter verwendet. Sie werden oft auf dem Kolben gehalten, um sie in einer Maiskrippe zu lagern , oder sie können für die Lagerung in einem Getreidebehälter abgeschält werden . Der Betrieb, der das Futter konsumiert, kann es produzieren, auf dem Markt kaufen oder einiges von beidem. Wenn das Getreide als Futtermittel verwendet wird, kann der Rest der Pflanze (der Maisstroh ) später als Futter, Einstreu (Einstreu) oder Bodenverbesserung verwendet werden . Wenn die ganze Maispflanze (Getreide plus Stängel und Blätter) als Futter verwendet wird, wird sie in der Regel auf einmal gehackt und siliert , da die Verdaulichkeit und der Geschmack in der silierten Form höher sind als in der getrockneten Form. Maissilage ist eines der wertvollsten Futtermittel für Wiederkäuer. Vor dem Aufkommen der weit verbreiteten Silierung war es Tradition, den Mais nach der Ernte in Stößen zu sammeln , wo er weiter trocknete. Mit oder ohne anschließendem Umzug in die Stalldecke wurde es dann wochen- bis monatelang gelagert, bis es an das Vieh verfüttert wurde. Die Silierung kann heute nicht nur in Silos, sondern auch in Silagewicklern erfolgen . In den Tropen kann Mais jedoch ganzjährig geerntet und als Grünfutter an die Tiere verfüttert werden.

Chemikalien

Stärke aus Mais kann auch zu Kunststoffen , Stoffen , Klebstoffen und vielen anderen chemischen Produkten verarbeitet werden.

.

Chrysanthemin kommt in Purpurmais vor und wird als Lebensmittelfarbe verwendet.

Biotreibstoff

„Futtermais“ wird zunehmend zum Heizen verwendet; Es stehen spezielle Maisöfen (ähnlich Holzöfen ) zur Verfügung, die entweder Futtermais oder Holzpellets zur Wärmeerzeugung verwenden. Maiskolben werden auch als Biomasse- Brennstoffquelle verwendet. Mais ist relativ billig und es wurden Heizöfen entwickelt, die Maiskörner als Brennstoff verwenden. Sie verfügen über einen großen Trichter, der die gleichmäßig großen Maiskörner (oder Holzpellets oder Kirschkerne ) ins Feuer führt.

Mais wird zunehmend als Rohstoff für die Herstellung von Ethanolkraftstoff verwendet . Bei der Überlegung, wo eine Ethanolanlage gebaut werden soll, ist eines der Kriterien für die Standortauswahl, sicherzustellen, dass lokal verfügbare Rohstoffe vorhanden sind. Ethanol wird mit Benzin vermischt, um die Schadstoffemission bei der Verwendung als Kraftstoff für Kraftfahrzeuge zu verringern. Die hohen Kraftstoffpreise Mitte 2007 führten zu einer höheren Nachfrage nach Ethanol, was wiederum zu höheren Maispreisen an die Landwirte führte. Dies führte dazu, dass die Ernte 2007 für Landwirte eine der profitabelsten Maiskulturen in der modernen Geschichte war. Aufgrund der Beziehung zwischen Kraftstoff und Mais orientieren sich die für die Ernte gezahlten Preise heute tendenziell an den Ölpreisen.

Der Nahrungsmittelpreis wird in gewissem Maße durch die Verwendung von Mais für die Biokraftstoffproduktion beeinflusst. Die Kosten für Transport, Produktion und Marketing machen einen großen Teil (80%) des Lebensmittelpreises in den Vereinigten Staaten aus. Höhere Energiekosten wirken sich auf diese Kosten aus, insbesondere beim Transport. Der vom Verbraucher beobachtete Anstieg der Lebensmittelpreise ist hauptsächlich auf die höheren Energiekosten zurückzuführen. Die Auswirkungen der Biokraftstoffproduktion auf die Preise anderer Nahrungsmittelpflanzen sind indirekt. Die Verwendung von Mais für die Biokraftstoffproduktion erhöht die Nachfrage und damit den Preis von Mais. Dies wiederum führt dazu, dass landwirtschaftliche Anbauflächen von anderen Nahrungspflanzen in die Maisproduktion umgeleitet werden. Dies reduziert das Angebot der anderen Nahrungspflanzen und erhöht deren Preise.

Maissilagefermenter in der Nähe von Neumünster in Deutschland, 2007. Grüner aufblasbarer Biogasbehälter oben auf dem Fermenter

Mais ist in Deutschland als Rohstoff für Biogasanlagen weit verbreitet . Hier wird der Mais geerntet, geschreddert und in Siloklammern gefüllt, aus denen er den Biogasanlagen zugeführt wird. Bei diesem Verfahren wird die gesamte Pflanze genutzt, anstatt nur die Kerne wie bei der Herstellung von Kraftstoffethanol zu verwenden.

Ein Biomassevergasungskraftwerk in Strem bei Güssing , Burgenland , Österreich, wurde 2005 in Betrieb genommen. Es wird daran geforscht, aus dem Biogas Diesel nach dem Fischer-Tropsch- Verfahren herzustellen .

und nicht für den menschlichen oder tierischen Verzehr kann dies jedoch möglicherweise lindern.

Ware

Mais wird von Investoren und Preisspekulanten als handelbarer Rohstoff über Mais- Futures-Kontrakte gekauft und verkauft . Diese „Futures“ werden am Chicago Board of Trade (CBOT) unter dem Tickersymbol C gehandelt . Sie werden jedes Jahr im März, Mai, Juli, September und Dezember geliefert.

Zier- und andere Verwendungen

Einige Formen der Pflanze werden gelegentlich zu Zierzwecken im Garten angebaut. Dazu werden bunte und farbige Blattformen sowie solche mit bunten Ohren verwendet.

Maiskolben können ausgehöhlt und behandelt werden, um kostengünstige Pfeifen herzustellen, die erstmals 1869 in den Vereinigten Staaten hergestellt wurden.

Kinder spielen in einer Maiskörnerkiste
anzulegen und bis zum Sommeranfang so hoch zu wachsen, dass die Sicht des Besuchers versperrt ist. In Kanada und den USA sind diese in vielen landwirtschaftlichen Gemeinden beliebt.

Maiskörner können anstelle von Sand in einem sandkastenähnlichen Gehege zum Spielen für Kinder verwendet werden.

Stigmas von weiblichen Mais Blumen, populär genannt Mai Seide , wird als verkauft pflanzliche Präparate .

Mais wird als Fischköder verwendet , auch "Teigbällchen" genannt. Besonders beliebt ist er in Europa zum Friedfischangeln .

Darüber hinaus wird Futtermais manchmal von Jägern verwendet, um Tiere wie Rehe oder Wildschweine zu ködern.

Nutzungsaufschlüsselung in den USA

Die Aufteilung des Verbrauchs der US-Maisernte 2008 mit 12,1 Milliarden Scheffel (307 Millionen Tonnen) war laut dem World Agricultural Supply and Demand Estimates Report des USDA wie folgt.

Verwenden Betragen
Millionen Scheffel Millionen Tonnen Prozentsatz
Viehfutter 5.250 133,4 43,4
Ethanol - Produktion 3.650 92,7 30,2
Exporte 1.850 47,0 15,3
Herstellung von Stärke, Maisöl, Süßungsmitteln ( HFCS , etc.) 943 24,0 7.8
menschlicher Verzehr – Grieß, Maismehl, Maismehl, Getränkealkohol 327 8.3 2.7

In den USA hat die Verwendung von Mais als Rohstoff für die Ethanolproduktion seit 2009/2010 die direkte Verwendung für Viehfutter etwas übertroffen; Im Wirtschaftsjahr 2013/2014 betrug der Einsatz von Mais für Kraftstoffethanol 5.130 Millionen Scheffel (130 Millionen Tonnen).

US-Mais für Getreide 1999-2019.jpg

Ein Teil der Trockenmasse des Mais-Ausgangsmaterials, die für die Ethanolproduktion verwendet wird, wird zweckdienlicherweise als DDGS (Dryed Distillers Grains with Solules) zurückgewonnen. Im Wirtschaftsjahr 2010/2011 wurden rund 29,1 Millionen Tonnen DDGS an US-amerikanisches Vieh und Geflügel verfüttert. Da bei der Stärkeverwertung bei der Fermentation zur Ethanolherstellung andere Getreidebestandteile stärker im Rückstand konzentriert bleiben, liegt der Futterwert pro kg DDGS hinsichtlich der durch Wiederkäuer verstoffwechselbaren Energie und Proteine ​​über dem des Getreides. Der Futterwert für monogastrische Tiere wie Schweine und Geflügel ist etwas niedriger als für Wiederkäuer.

Vergleich zu anderen Grundnahrungsmitteln

Die folgende Tabelle zeigt den Nährstoffgehalt von Mais und wichtigen Grundnahrungsmitteln in roher Ernteform auf Trockengewichtsbasis , um ihren unterschiedlichen Wassergehalt zu berücksichtigen. Rohformen sind nicht essbar und nicht verdaulich. Diese müssen gekeimt oder für den menschlichen Verzehr zubereitet und gekocht werden. In gekeimter oder gekochter Form unterscheiden sich die relativen Nähr- und Antinährstoffgehalte jedes dieser Grundnahrungsmittel von denen in der rohen Form dieser Grundnahrungsmittel, die in der nachstehenden Tabelle angegeben sind.

Hinweis: Niacin für Mais setzt freigesetztes Niacin voraus .
Nährstoffgehalt der 10 wichtigsten Grundnahrungsmittel pro 100 g Trockengewicht,
Klammer Mais (Mais) Reis, weiß Weizen Kartoffeln Maniok Sojabohnen , grün Süßkartoffeln Süßkartoffeln Sorghum Wegerich RDA
Wassergehalt (%) 10 12 13 79 60 68 77 70 9 65
Rohgramm pro 100g Trockengewicht 111 114 115 476 250 313 435 333 110 286
Nährstoff
Energie (kJ) 1698 1736 1574 1533 1675 1922 1565 1647 1559 1460 8.368–10.460
Protein (g) 10.4 8.1 14,5 9,5 3.5 40,6 7,0 5.0 12,4 3.7 50
Fett (g) 5.3 0.8 1,8 0,4 0,7 21,6 0,2 0,6 3.6 1.1 44–77
Kohlenhydrate (g) 82 91 82 81 95 34 87 93 82 91 130
Faser (g) 8.1 1,5 14,0 10,5 4.5 13,1 13,0 13,7 6.9 6.6 30
Zucker (g) 0,7 0,1 0,5 3.7 4.3 0.0 18.2 1.7 0.0 42,9 minimal
Mineralien RDA
Kalzium (mg) 8 32 33 57 40 616 130 57 31 9 1.000
Eisen (mg) 3.01 0,91 3.67 3.71 0,68 11.09 2.65 1,80 4.84 1,71 8
Magnesium (mg) 141 28 145 110 53 203 109 70 0 106 400
Phosphor (mg) 233 131 331 271 68 606 204 183 315 97 700
Kalium (mg) 319 131 417 2005 678 1938 1465 2720 385 1426 4700
Natrium (mg) 39 6 2 29 35 47 239 30 7 11 1.500
Zink (mg) 2.46 1,24 3.05 1.38 0,85 3.09 1.30 0,80 0,00 0,40 11
Kupfer (mg) 0,34 0,25 0,49 0,52 0,25 0,41 0,65 0,60 - 0,23 0,9
Mangan (mg) 0,54 1,24 4,59 0,71 0,95 1,72 1,13 1.33 - - 2.3
Selen (μg) 17.2 17.2 81,3 1,4 1,8 4.7 2.6 2.3 0.0 4.3 55
Vitamine RDA
Vitamin C (mg) 0.0 0.0 0.0 93.8 51,5 90,6 10.4 57,0 0.0 52,6 90
Thiamin (B1) (mg) 0,43 0,08 0,34 0,38 0,23 1.38 0,35 0,37 0,26 0,14 1,2
Riboflavin (B2) (mg) 0,22 0,06 0,14 0,14 0,13 0,56 0,26 0,10 0,15 0,14 1.3
Niacin (B3) (mg) 4.03 1,82 6.28 5.00 2.13 5.16 2,43 1.83 3.22 1,97 16
Pantothensäure (B5) (mg) 0,47 1,15 1,09 1.43 0,28 0,47 3.48 1,03 - 0,74 5
Vitamin B6 (mg) 0,69 0,18 0,34 1.43 0,23 0,22 0,91 0,97 - 0,86 1.3
Folat Gesamt (B9) (μg) 21 9 44 76 68 516 48 77 0 63 400
Vitamin A (IE) 238 0 10 10 33 563 4178 460 0 3220 5000
Vitamin E , Alpha-Tocopherol (mg) 0,54 0,13 1,16 0,05 0,48 0,00 1,13 1.30 0,00 0,40 fünfzehn
Vitamin K1 (μg) 0,3 0,1 2.2 9,0 4.8 0.0 7.8 8,7 0.0 2.0 120
Beta-Carotin (μg) 108 0 6 5 20 0 36996 277 0 1306 10500
Lutein + Zeaxanthin (μg) 1506 0 253 38 0 0 0 0 0 86 6000
Fette RDA
Gesättigte Fettsäuren (g) 0,74 0.20 0,30 0,14 0,18 2.47 0,09 0,13 0,51 0,40 minimal
Einfach ungesättigte Fettsäuren (g) 1,39 0,24 0,23 0,00 0.20 4.00 0,00 0,03 1,09 0,09 22–55
Mehrfach ungesättigte Fettsäuren (g) 2.40 0.20 0,72 0,19 0,13 10.00 0,04 0,27 1,51 0.20 13–19
RDA

roher gelber Dellenmais
roher, nicht angereicherter weißer Langkornreis
roher harter roter Winterweizen
rohe Kartoffel mit Fruchtfleisch und Haut
roher Maniok
rohe grüne Sojabohnen
rohe Süßkartoffel
rohe Sorghum
rohe Yamswurzel
rohe Kochbananen
inoffiziell

Gefahren

Pellagra

Als Mais erstmals in andere Anbausysteme als die traditionellen amerikanischen Ureinwohner eingeführt wurde, wurde er im Allgemeinen mit Begeisterung für seine Produktivität begrüßt. Überall dort, wo Mais als Grundnahrungsmittel eingeführt wurde, entstand jedoch bald ein weit verbreitetes Problem der Mangelernährung . Dies war ein Rätsel, da diese Art von Unterernährung bei den indigenen Amerikanern, für die Mais das wichtigste Grundnahrungsmittel war, normalerweise nicht beobachtet wurde.

Es wurde schließlich entdeckt , dass der einheimische Amerikaner Mais in einweichen gelernt hatte Alkali - Wasser (das Verfahren nun als bekannt nixtamalization ) - mit Asche und Kalk (aus Calciumoxid ) seit mindestens 1200 bis 1500 vor Christus von Mesoamericans . Sie taten dies, um die Maisschalen zu befreien, aber (unbekannt für Eingeborene oder Kolonisten) setzt es zufällig das B-Vitamin Niacin frei , dessen Fehlen die zugrunde liegende Ursache für die als Pellagra bekannte Erkrankung war .

Mais wurde in die Ernährung von nicht-indigenen Amerikanern eingeführt, ohne das notwendige kulturelle Wissen, das sich über Jahrtausende in Amerika angeeignet hatte. Im späten 19. Jahrhundert erreichte Pellagra in Teilen der südlichen USA epidemische Ausmaße, als medizinische Forscher zwei Theorien über seinen Ursprung diskutierten: Die Mangeltheorie (die sich schließlich als wahr herausstellte) besagte, dass Pellagra auf einen Mangel an einem Nährstoff zurückzuführen ist , und die Keimtheorie besagte, dass Pellagra durch einen von Stallfliegen übertragenen Keim verursacht wurde. Eine dritte Theorie, die vom Eugeniker Charles Davenport gefördert wurde, besagte , dass Menschen nur dann an Pellagra erkrankten, wenn sie aufgrund bestimmter "konstitutioneller, vererbbarer" Merkmale des betroffenen Individuums dafür anfällig waren.

Nachdem die Alkaliverarbeitung und die Ernährungsvielfalt verstanden und angewendet wurden, verschwand Pellagra in der entwickelten Welt. Auch die Entwicklung von Mais mit hohem Lysingehalt und die Förderung einer ausgewogeneren Ernährung haben zu seinem Untergang beigetragen. Pellagra existiert noch heute in nahrungsarmen Gebieten und Flüchtlingslagern, in denen die Menschen von gespendetem Mais überleben.

Allergie

Mais enthält Lipidtransferprotein , ein unverdauliches Protein, das das Kochen überlebt. Dieses Protein wurde mit einer seltenen und wenig erforschten Allergie gegen Mais beim Menschen in Verbindung gebracht. Die allergische Reaktion kann Hautausschlag, Schwellung oder Juckreiz der Schleimhäute , Durchfall, Erbrechen, Asthma und in schweren Fällen Anaphylaxie verursachen . Es ist unklar, wie häufig diese Allergie in der Allgemeinbevölkerung auftritt.

Mykotoxine

Die Anwendung von Fungiziden reduziert das Pilzwachstum oder Mykotoxin nicht dramatisch, obwohl sie Teil einer erfolgreichen Reduktionsstrategie sein kann. Zu den häufigsten Toxinen gehören die von Aspergillus und Fusarium spp. Die am häufigsten verwendeten Toxine sind Aflatoxine , Fumonisine , Zearalenon und Ochratoxin A . Bt-Mais entmutigt Insektenvektoren und reduziert dadurch die Konzentrationen von Fumonisinen dramatisch, reduziert signifikant Aflatoxine, reduziert andere jedoch nur geringfügig.

Kunst

Goldmais. Moche-Kultur 300 n. Chr., Larco Museum , Lima , Peru
Wasserturm in Rochester, Minnesota wird als Maiskolben bemalt
Kultur aus Nordperu stellte Keramik aus Erde, Wasser und Feuer her. Diese Keramik war eine heilige Substanz, die in bedeutenden Formen geformt und verwendet wurde, um wichtige Themen darzustellen. Mais wurde sowohl anthropomorph als auch natürlich dargestellt. , wo Hunderte von Maiskolben aus Beton auf einem grasbewachsenen Feld stehen.

Auf der Rückseite der seit 1993 geprägten kroatischen 1- Lipa- Münze ist ein Maisstängel mit zwei reifen Ähren abgebildet .

Siehe auch

Verweise

Weiterlesen